2021浙教版科学八年级下册“冲刺重高”培优讲义（二）：电动机与发电机【word，含答案】

磁场对通电导体的作用
通电导体在磁场里，会受到力的作用。
（2）通电导体在磁场里，受力方向与电流方向和磁场方向有关。
左手定则
伸开左手，拇指与四指垂直，让磁感线穿过手心，使伸直的四指与电流方向一致，则大拇指所指的方向就是通电导体在磁场中受到力的方向。
3.电动机
（1）基本结构：转子（线圈）、定子（磁体）、电刷、换向器
电刷的作用：与半环接触，使电源和线圈组成闭合电路。
换向器的作用：使线圈一转过平衡位置就改变线圈中的电流方向。
（2）原理：通电线圈在磁场中受力而转动的原理制成的。
通电线圈在磁场中的受力大小跟电流（电流越大，受力越大）有关。
通电线圈在磁场中的受力大小跟磁场的强弱（磁性越强，受力越大）有关。
通电线圈在磁场中的受力大小跟线圈的匝数（匝数越大，受力越大）有关。
甲：电流方向和力的方向如图所示，线圈顺时针转动。
乙：线圈转到平衡位置时，两电刷恰好接触两半环间的绝缘部分；线圈由于惯性继续转动，转过平衡位置后，电流改变方向。
丙：ab和cd的电流方向与图甲相反，受力方向也相反，线圈仍顺时针转动。
丁：线圈又转到平衡位置，换向器又自动改变电流方向。
（3）应用：直接电动机：电动玩具、录音机、小型电器等 交流电动机：电风扇、洗衣机、家用电器等。
（4）特点：结构简单、控制方便、体积小、效率高。
3. 电磁感应现象
（1）电磁感应现象是英国的物理学家法拉第第一个发现的。
（2）电磁感应：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生电流。
感应电流：由于电磁感应产生的电流叫感应电流。
电流中感应电流的方向与导体切割磁感线的运动方向和磁场方向有关。
电磁感应现象的能量转化：把机械能转化为电能。

4. 发电机
（1）构造：由磁体、线圈、滑环、电刷组成，与电动机相似，但没有电动机的换向器。
（2）工作原理：发电机是根据电磁感应原理工作的，是机械能转化为电能的机器。
（3）工作过程：在外力作用下，转子转动一周，切割磁感线的方向发生两次改变，电流的方向也随之发生两次改变，从而产生方向性呈周期性变化的交流电。
（4）大型交流发电机主要由转子和定子两部分组成。一般采用线圈不动磁极旋转的发电机叫做旋转磁极式发电机。
（5）直流电动机和交流发电机的区别
直流电动机 交流发电机
原理 利用通电线圈在磁场里受力转动的原理 利用电磁感应原理
构造 与电刷接触的是换向器 与电刷接触的是两个铜环
能量转化 电能→机械能 机械能→电能
在电路中的作用 用电器 电源
（6）交流电和直流电：
① 交流电：电流方向周期性变化的电流。我国家庭电路使用的是交流电。电压是220伏、周期是0.02秒、频率是50赫、电流方向1s改变100次。
周期（T）：完成一次周期性变化需要的时间s。
② 直流电：电流方向不变的电流。
5. 动圈式话筒
工作原理：电磁感应。声音的振动带动在磁场中的线圈振动，这一振动将切割磁感线，产生感应电流，从而将声音信号转变为电流信号。
6.扬声器
工作原理：磁场对电流的作用。通电线圈在永磁体中受力带动纸盆振动，从而将电信号转变为声音信号。
7.音磁头录音
工作原理：电流的磁效应。话筒把声音变为音频电流后，录音磁头上是的电磁铁产生强弱变化的磁场，将磁带中的磁粉磁化，从而将声音信号记录在磁带上了。
8、录音机放音
工作原理：电磁感应。当磁带从放音头的狭缝前走过时，磁带上“小磁铁”产生的磁场穿过放音头的线圈。由于“小磁铁”的极性和磁性强弱各不相同，于是在线圈中产生感应电流。普通录音机的录音和放音往往合用一个磁头。
例1.电动汽车越来越多地进入普通家庭，电动汽车的核心部件是电动机，下面图中能正确反映电动机工作原理的是（ ）

例2.将表面有金属镀层的磁铁吸在干电池的负极，将一根硬铜线折成导线框abcd搭在干电池的正极和磁铁上(如图)，导线框abcd就会以干电池为轴转动起来。
(1)图中4条弧线为磁感线，请标出它们的方向。
(2)如果将磁铁的N、S极对调，导线框将 。
(3)通电时间稍长，干电池会明显发热，原因是 。
例3.如图甲是直流电动机模型，如图乙是自制简易电动机模型，现在主要讨论图乙简易电动机的制作与操作问题:

(1)绕制线圈的铜丝外表有漆皮，必须对线圈引出线的两端(搁置于铜质弯钩的部位)进行刮漆处理，刮漆方法见放大图。按这种方法刮漆，目的是使线圈能够 。
(2)如果整个制作没有问题，但接上电源后线圈不动，这时应做哪些尝试?(说出两点即可)
① ；
② 。
例4.在探究“感应电流产生的条件”实验中:
(1)如图所示，q，b两接线柱间应接入 。
(2)开关闭合后，电表正确连入接线柱，导体在磁场中做上下运动时，电表指针没有发生偏转，原因是 。
(3)改正错误后继续实验，小科发现每次电表指针的偏转角度不相同，于是他对影响感应电流大小的因素作以下猜想:
猜想一:与导体切割磁感线运动的速度大小有关;猜想二:与磁场的强弱有关
猜想三:与导体的匝数有关。
为了验证猜想二:小科正确接线后分别拿着同一个导体在2块磁场不同的U型磁铁中分别水平以相同的速度向左运动，然后小科放下导体再去记录电表的指针读数，发现电表指针晃动了一下，小科记录的时候读数都是0。
①小科的实验操作存在的问题是 。
②小科正确记录数据后，若猜想二正确，该实验的现象是 。
1.下列设备或电器中，其主要工作原理与电磁铁无关的是（?? ）
? A.?电铃 B.?电熨斗
? C.?电磁选矿机 D.?电磁起重机
2.在如图所示的实验装置中，当开关闭合时，能观察到导体棒ab沿金属导轨运动。利用这
一现象所揭示的原理，可制成的设备是（?? ）
电热器 ? B.?发电机
C.?电动机 ? D.?电磁继电器
3.如图所示的甲、乙两图中的矩形线圈，现在给它们通电，则下列说法正确的是（ ??）
A.?甲中线圈转动，乙中线圈不转动 ? ? ? ? ? ? ?
? B.?乙中线圈转动，甲中线圈不转动
? C.?甲、乙中的线圈都会转动
? D.?甲、乙中的线圈都不会转动
4.在交流发电机中，当线圈平面，①转至与磁感线垂直位置时，感应电流为零：②转过与磁感线平行时，感应电流改变方向；③转至与磁感线平行时，感应电流为零；④转过与磁感线方向垂直时，感应电流方向改变，以上说法正确的是（?? ）
? A.?①③ ? B.?②③ C.?①④ D.?①②④
5.如下图所示，a为垂直纸面的导体的横截面，把它接在闭合的电路中当它沿图中箭头方向运动时，不能产生感应电流的是（ ）

6.下列实验装置与探究内容不相符的是（ ）

7.如图所示，将较长软电线的两端与灵敏电流表的两接线柱连接起来，两位同学手持电线像摇跳绳一样在空中摇动电线，使电线切割地磁场的磁感线。若灵敏电流表的指针发生偏转，则可以断定两同学站立在地面上的 (填“东西”或“南北”)方向，这个实验的原理是 。老师上课时常使用“小蜜蜂”扩音器，声音由话筒传入扩音器，经扩音器放大后又经扬声器传出。则在“小蜜蜂”中应用了上述原理的部件是 (填“话筒”或“扬声器”)。
8.如图是一个简易的发电装置示意图，当让导线AB向右运动时，电流表指针向左偏转;将AB改为向左运动时，电流表指针将会向 偏转;实验结果表明感应电流的方向与导线切割磁感线的 有关，如果导线左右往复运动，指针将 ，电路中产生的是 。
9.如图所示，某小组探究导体在磁场中产生感应电流的条件，实验时保持磁体位置不变。
(1)如图甲所示，电流计指针不偏转，这是因为 。
(2)如图乙所示，电流计指针也不偏转，这是因为 。
(3)如图丙所示，电流计指针仍不偏转，这是因为导体ab虽有运动但 。
(4)分析比较图四个实验现象，可以初步得出产生感应电流的条件： 的部分导体，在磁场中做 运动。
10.右图是老师在课堂上演示的一个实验装置，由铁架台、两块磁性不同的蹄形磁铁、灵敏电流计、开关、导体棒和几根导线等器材组成。
(1)小柯沿着__________(填方向)移动导体发现灵敏电流计指针发生偏转。
(2)小柯经过实验，得出结论：磁性越强，所产生感应电流的越大。则他观察到的实验现象是__________________；
(3)小柯查阅资料发现，电磁感应产生的感应电流大小和导线水平切割磁感线的速度、导体棒的电阻、磁铁磁性强弱等有关。于是兴趣小组通过图示的实验装置进行实验，得到如下数据：
则表中的X的数据为___________。
11.以下是有关电动机的原理、工作过程和电动机模型图，据图回答问题：
（1）图甲中，线圈左右两边框ab、cd的受力方向相反，其原因是_____________。
（2）图乙中的线圈可以持续转动，是因为加装了换向器，换向器能在线圈_____________（选填“即将转到”“刚转过”或“刚转到”）平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向。
（3）图丙所示的电动机模型中，调换模型中器件____________（选填序号）的放置可以方便改变电动机的转动方向。
1.如图为我国新型反潜巡逻机。机尾的“棍子”叫做磁异探测器，它能将潜艇经过海域引起的磁场强弱变化转化为强弱变化的电流，从而发现潜艇的存在。下图能解释磁异探测器工作原理的是（ ??）
2.?POS机读卡器的广泛应用给人们的生活带来了便利。读卡器的刷卡位置有一个绕有线圈的小铁环制成的检测头（如图所示）。在使用时，将带有磁条的信用卡在读卡器指定位置刷一下，检测头的线圈中就会产生变化的电流，读卡器便可读出磁条上的信息。下图中能反映读卡器读出信息原理的是（ ?）
? ? B.?
C.? ? D.?
3.如图所示，用细线将一闭合铝环悬吊，条形磁铁向右靠近（未碰）铝环时，发现铝环向右远离，对于产生这一现象的原因。合理的猜想是（ ? ）
A.?铝环中产生感应电流，感应电流产生的磁场与磁铁相排斥
? B.?铝环被磁化，磁化的铝环与磁铁相排斥
? C.?铝环本身具有磁性，且与磁铁同名磁极相对
? D.?铝环受到磁铁推动的气流的带动
4.有一种滑行时轮子会发光的轮滑鞋。轮子部分构造如图1所示，磁环固定在轮周上，由金属线圈和小灯组成的闭合电路固定在轮轴上．下列中与该轮滑鞋发光原理一致是（　　）
5.如图甲、乙所示的实验现象，下列有关说法错误的是（ ）
A.甲图演示的现象与电动机原理相同
B.乙图演示的现象与发动机原理相同
C.甲、乙两图演示的现象说明电能生磁，磁也能生电
D.乙图中，导体b只要运动就能在电路中产生感应电流
6.如图为发电机工作原理，下列有关说法正确的是（ ）
A.当发电机工作时，电流始终从电刷A流向电刷B
B.当磁极不动线圈反转动时，线圈中的电流方向也跟着反向
C.当线圈不动，磁极转动时，不会有感应电流产生
D.发电机线圈每转过一圈，电流的方向改变一次
7.王华对微风电风扇产生了兴趣，将它与小灯泡按如图甲所示的电路连接并进行实验。用手快速拨动风扇叶片，这时发现小灯泡发光，微风电风扇居然变成了 机，此时它的工作原理是 ，电路可简化为乙图中的 图。

8.小江想探究感应电流的大小与什么因素有关?他设计了如图所示的装置进行实验。铁块上绕有导线，线框与灵敏电流计（G表示）相连（线框高度大于铁块高度，实验过程中线框不旋转）。?
?
（1）让线框分别从h1和h2（h2大于h1）竖直下落并穿入磁极A、B之间，G表指针对应的偏转角度分别为θ1和θ2（θ2大于θ1），这样做的目的是为了探究感应电流的大小与线框切割磁感线________有关。
（2）把变阻器的滑片移至左端，线框从h1的高度下落，G表指针的偏转角为θ3，观察到θ3大于θ1，表明感应电流的大小还与________有关。
（3）将电源的正、负极对调，让线框从h1的高度下落，G表的指针反转，此现象说明：感应电流的方向与________有关
9.电动机是一种简单易操作的工具，在许多家电中都能找到身影。
(1)电动机是利用__________的原理制成的。
(2)通电后发现图甲线圈并未转动，原因是__________。
(3)如图乙，电风扇中的主要结构是电动机。当电动机接入电路后开始工作，其能量转换为__________。
10.如图，是探究什么情况下磁可以生电的实验装置。
(1)如果让导线不动，用以下方法改变磁体：
A．改变磁体的磁极 ? B．换用不同强度的磁体
C．让磁体上下移动 ? D．让磁体左右移动
E．让磁体前后移动
你在学习过程中做这些探究时，观察到电流表指针会摆动的是____________(选题字母序号)。
(2)如果让磁体不动，用以下方法移动导线ab：
A．让ab上下平行移动 ?B．让ab水平前后移动?
C．让ab水平左右移动? D．让ab在竖直面内转动
你在学习的过程中做这些探究时，观察到电流表指针会摆动的是_______(选题字母序号)。
(3)实验现象中，使电流表指针发生摆动的共同点是___________________________。
11.小明在学习了磁场对通电导体有力的作用后，进一步查阅资料，了解到当电流与磁场方向垂直时，磁场对通电导体的作用力大小与磁场强度、导体在磁场中的长度以及导体中的电流强度有关。他设计了如图所示的装置，验证磁场给通电导体的作用力与电流是否有关。实验步骤如下，请你补充完整：
（1）将一根导体棒用两根细线悬挂在铁架台上，一蹄形磁铁竖直固定在铁架台上，并让导体棒与下方的蹄形磁铁磁极间的磁场方向垂直；
（2）给导体两端加电压U1，闭合电路，观察悬线偏转角度a1；
（3）给导体两端加电压U2，且U2>U1，闭合电路，观察悬线偏转角度a2；
（4）________，即可知道磁场给通电导体的作用力与电流是否有关；
（5）小刚也利用该装置探究磁场给通电导体的作用力与电流是否有关，但两次实验中给导体棒所通电流方向均与小明的相反，比较小刚和小明的做法你认为_______（填字母）；
A．都可以 ?????B．小明更好 ?????C．小刚更好
（6）小明想进一步探究磁场对通电导体的作用力大小与导体在磁场中的长度是否有关，他直接更换了另一根较长的导体棒就去实验，这样改变_________（填“是”或“否”）可行，理由是____________________________。
12.如图所示为小玲和小辉同学制作的直流电动机模型，他们用回形针做成两个支架，分别与电池的两极相连；用漆包线绕一个矩形线圈，以线圈引线为轴，并用小刀刮去轴的一端全部漆皮，另一端只刮去上半周漆皮，将线圈放在支架上，磁体放在线圈下，闭合开关且用手轻推一下线圈，线圈就会不停地转动起来。
(1)直流电动机的工作原理是________。 ???
(2)将线圈两端引线的漆皮，一端全部刮掉，另一端只刮半周，其作用与直流电动机中的________作用相同。 ???
(3)通过改变________方向，可以改变线圈的转动方向。 ???
(4)如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后，线圈不能连续转动，请你分析可能的原因是________。????
参考答案
例1.D
例2.
反转 (3)干电池短路
例3.(1)连续转动 (2)①将线圈转过一定角度 ②增大电源电压(或换一块磁性更强的磁体)
例4.(1)灵敏电流表(2)导体没有做切割磁感线运动
(3)①应该在导体运动过程中读数
②磁场越强，电流表指针偏转幅度越大
1.B 2.C 3.A 4.C 5.B 6.B
7.东西 电磁感应 话筒
8.右 运动方向 左右 摆动 方向变化的电流(交流电)
9.(1)导体ab没有做切割磁感线运动 (2)没有闭合开关
(3)没有切割磁感线 (4)闭合电路 切割磁感线
10.(1)左右或水平 ?(2)灵敏电流表指针偏转角度变大 ?(3)90
11.（1）磁场方向相同，ab、cd中的电流方向相反（2）刚转过（3）①
1.A 2.A 3.A 4.A 5.B 6.B
7.发电 电磁感应 a
8.（1）速度（2）磁场强弱（3）磁极方向
9.(1)通电线圈在磁场中受力转动 ?(2)线圈刚好处于平衡位置 (3)电能转化为机械能
10.(1)D (2)C (3)闭合电路，部分导体切割磁感线
11.（4）比较α1和α2大小 （5）B （6）否、长的导体阻值更大，没有控制变量
12.(1)磁场对电流的作用???(2)换向器?(3)磁场或电流?(4)磁场太弱，或线圈处在平衡位置